Дослідження впливу конструктивних параметрів повітряних ЛЕП на їх характеристики та показники грозозахисту
Автор: Ядлось Роман Іванович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Ефективність функціонування електроенергетичних систем залежить від багатьох факторів, в тому числі від грозозахисту їх об’єктів, в першу чергу ліній електропересилання та підстанцій. Лінії електропересилання є досить важливими об’єктами енергосистем, оскільки ними відбувається пересилання електричної енергії споживачам. Тому вони повинні бути надійно захищеними від впливу зовнішніх факторів, в тому числі від атмосферних перенапруг [1,2]. Для об’єднаних енергетичних систем несанкціоновані вимкнення, викликані ударами блискавки, є небезпечним явищем, оскільки можуть призвести до випадання цих систем із синхронізму з катастрофічними наслідками. Крім цього, атмосферні перенапруги, потрапляючи з повітряних ліній електропересилання на обладнання електричних станцій і розподільних підстанцій, викликають руйнування (пробої) ізоляції електричних апаратів, трансформаторів, вимикачів тощо, аж до виходу з ладу автоматизованих систем управління технологічними процесами [1-3]. Надійність грозозахисту повітряних ліній електропересилання та підстанцій тим вища, чим менша кількість аварійних відключень через грози за певний період часу. Інтенсивність грозових пошкоджень залежить від частоти грозових впливів і здатності об’єкта протистояти кожному удару блискавки . [4,5]. Наявні засоби грозозахисту, як правило, забезпечують певну грозостійкість об’єктів. Але проблема розробки нових пристроїв та схем захисту, аналізу та удосконалення існуючих залишається актуальною [5-7]. Об’єкт дослідження – робота повітряних ліній електропересилання 110-750 кВ за дії на них атмосферних перенапруг. Предмет дослідження - вплив конструктивних параметрів повітряних ліній електропересилання на їх характеристики та показники грозозахисту. Мета роботи – дослідити впливу основних конструктивних параметрів повітряних ліній електропересилання (поперечного перерізу проводу, типу опори, опору заземлення опори, кількості ізоляторів) на їх характеристики та показники грозозахисту. Дослідження впливу конструктивних параметрів на показники грозозахисту повітряних ліній електропересилання виконано з використанням спеціалізованої програми, яку розроблено у НУ «Львівська політехніка» під керівництвом Ліщака І.В. Для дослідження зміни показників грозозахисту ЛЕП зі зміною їх конструкції використано усереднені параметри ліній напругою 110-750 кВ: геометричні розміри опор для ліній напругою 110-750 кВ, проводів та грозозахисних тросів, ізоляційних конструкцій. Виконаємо оцінку впливу конструктивних параметрів ЛЕП на показники грозозахисту. Для цього проаналізуємо характер зміни основних показників грозозахисту (питоме число відключень ЛЕП за ударів блискавки в трос, опору, провід, а також питоме число грозових відключень і абсолютне число грозових відключень за рік) залежно від перерізу проводу ЛЕП, габаритів опори, наявності грозозахисного троса, величини опору заземлення опори, значення грозозахисного кута, кількості ізоляторів в гірлянді. Розрахунки виконуємо для кожного класу напруги окремо. За результатами проведених досліджень встановлено: 1. Зміна конструкції проводу практично не впливає на показники грозозахисту ЛЕП. 2. Зростання габаритів опори, зокрема її висоти призводить до істотного зростання прогнозованої кількості вимкнень ліній електропересилання внаслідок грозової діяльності. Зокрема, зростання висоти опори 110 кВ в два рази призводитиме до зростання питомого числа відключень ЛЕП в 6 разів. Для ЛЕП 330 кВ, зростання висоти опори на 40% призводитиме до зростання питомого числа відключень ЛЕП в 3,32 рази. 3. Під час оцінки показників надійності грозозахисту ЛЕП необхідне обов’язкове врахування реальних типів опор. Причому необґрунтованим є значне завищення висоти опор ЛЕП, оскільки це призводить до значного зростання кількості прямих ударів блискавки в лінію. 4. Величина імпульсного опору заземлення опори має значний вплив на роботу ліній електропересилання та їх показники грозозахисту. Зростання опору в декілька разів призводить до зростання питомої величини вимкнень ЛЕП внаслідок ударів блискавки в торос чи опору в десятки, чи навіть сотні разів. Причому зростання класу напруги ЛЕП обумовлює більш жорсткі вимоги до величини опору заземлення опори. 5. Величина кута захисту грозозахисного троса має визначальний вплив на показники грозозахисту ЛЕП. Найменша кількість вимкнень ЛЕП з грозозахисними тросами матиме місце за умови забезпечення малого захисного кута. Зростання кута більше 300 призводить до зростання питомої величини вимкнень ЛЕП на порядки та навіть десятки порядків. Зростання класу напруги ЛЕП обумовлює більш жорсткі вимоги щодо забезпечення малої величини захисного кута троса. 6. Зміна кількості ізоляторів гірлянди істотно погіршує показники грозозахисту ЛЕП. Наприклад, пошкодження лише одного ізолятора на ЛЕП 110 кВ призводить до зростання питомого числа відключень ЛЕП на 43%, а зменшення кількості ізоляторів вдвічі, погіршує цей показник майже втричі. Зі зростанням класу напруги ЛЕП цей вплив стає ще відчутнішим.